基于3S技術的數字城市空間管治動態信息采集分析

徐帥　許玲　耿子媛　白林夏

摘 要：本文對數字城市空間管治動態監測模型進行了分析，并提出了以3S技術為依托的數字城市空間管治動態信息采集與技術處理體系，希望能夠給相關從業者提供參考意見。

關鍵詞：3S技術；數字城市；空間管治；動態信息采集

隨著社會的進步，城市化進程不斷加快，現代技術給城市建設注入諸多活力。我國許多城市已經開展了信息高速公路的敷設，以此來建立具備現代化技術的數字城市。所謂的數字城市指的是將信息技術、數字技術以及網絡技術與城市管理相結合，是四維空間中真實城市對數字化的重新認知，能夠有效解決城市中的資源、人口、環境等問題。開展城市空間管治，對實現城市的持續發展目標、城市空間的集約使用等有積極的現實意義。

一、數字城市空間管治的信息流程

一般將數字城市空間管治的信息流程分成四部分，分別是信息的采集、處理、數字產品加工以及管理服務。信息應用在城市規劃、土地管理等職能部門，以及社會組織的管制決策環節。

二、數字城市空間管治動態信息采集與3S技術

對于數字城市來說，最核心的內容就是信息化，也就是實現網絡化、可視化、智能化的整個過程，其中最為基礎的就是城市信息化。GIS（地理信息系統）、RS（遙感）以及GPS（全球定位系統）是目前獲取動態空間信息、分析、存儲等主要技術，可將其視作數字城市空間的基礎技術，RS能夠感知城市空間變化，以及城市自身受到的外界影響，并將信息第一時間傳送到GIS；GPS能夠將所有信息形成的時空特征進行準確定位。利用GIS處理平臺的空間分析功能，能夠做出最為合理的空間管治決策，并將空間狀態報告進行發生。所以，3S技術是建設數字化城市空間管治動態信息采集的基本方法。

三、數字城市空間管治動態監測模型

以監測城市空間動態變化信息、采集與處理為基礎的，面向3S技術形成的動態監測模型，具備數字化、智能化、高動態等特點。

（一）城市空間信息獲取平臺

一般是以地面與空間技術信息采集系統、信息數字化采集系統為城市空間信息獲取平臺，對城市空間的動態變化實現全方位、多角度、立體式的監測與跟蹤。其中，特殊的信息采集系統為環境信息采集系統與地面光譜信息采集系統。CDD數字攝影系統通常用于城市景觀模型信息采集與地面數字攝影等方面。

（二）城市空間信息處理平臺

一般將3S技術信息處理平臺以及大比例尺圖形編輯平臺作為支撐平臺。按照城市空間管治信息以及城市空間動態變化信息進行分類處理，成立城市空間管治信息方法庫，遵照城市空間管治標準化信息進行分類，對面向城市空間管治決策各類信息進行支持。

（三）城市空間信息管理平臺

通常是將城市空間管治信息采集、城市空間動態變化信息集約在城市空間管治決策系統中，城市空間管治信息庫以及城市空間動態變化信息以數字通訊系統為基礎進行實時更新，利用信息流程向城市空間管治給予實時服務。

四、基于3S技術的數字城市空間管治動態信息采集體系

本文主要對3S技術下的動態監測信息采集體系進行分析。

（一）基于3S技術的動態信息采集總體技術框架

對于城市空間的結構變化中的幾何特性進行針對性的技術設計，采取了監控變化中的高分辨率RS傳感器與高動態的DGPS-RTK信息采集系統和較為靈活的三維激光空間信息掃描采集系統，將三者進行了有機結合，構成動態、多維的數字城市空間管治動態信息采集體系。

（二）DGPS-RTK信息采集系統技術體系

精度較高的GPS實時動態定位技術是目前數字城市空間信息主要的獲取平臺，為了有效避免在應用時受到對流層的影響，使DGPS-RTK的工作效率得到進一步提升，一般可通過虛擬參考站技術形成空間定位框架，就能有效解決上述問題。DGPS-RTK是以載波觀測值為基礎的動態定位技術，能夠適用在不受訪問數量限制的三維信息采集。以此為基礎，參考站能夠對服務器進行訪問，對解調器進行調制，將觀測值的坐標信息通過電磁波向監測站發生。監測站將采集到的GPS信號觀測數據和參考站觀測數據進行處理，能夠在最短的時間內標注出監測站的空間坐標。

（三）RS傳感器信息采集技術體系

RS傳感器能夠適用于監測城市空間的變化動態信息，其中又分為單臺傳感器與單傳感器。單臺傳感器能夠獲得光譜信息，單傳感器是以立體觀測的形式為主。除了這兩種傳感器外，還包括合成孔徑雷達傳感器（多波段、高光譜分辨率、多極化微波成像），方便在較寬的電磁領域中發現更為復雜的城市空間動態變化信息以及光譜能力差異，并以窄波段、大波數獲得空間變化中的連續光譜，使監測精度得到進一步提升。

五、結束語

綜上所述，本文以城市空間結構為基礎，分析了數字城市空間管治監測模型，并研究了以3S技術為基礎的數字城市空間管治動態信息采集體系，為數字城市的信息采集處理提供了新思路，希望能夠給數字化城市的建設做出一定貢獻。

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